(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管本体部とその両端に一体形成されるフランジ部とを有する複数の主柱材鋼管がその長手方向に互いに連結されることにより構成された主柱材を含む鋼管鉄塔の前記主柱材の補強構造であって、  前記主柱材鋼管の周囲であってその周方向に等間隔で並ぶ３箇所以上の複数の位置で当該主柱材鋼管に沿ってその長手方向に延びる複数の補強材と、  これら補強材を前記主柱材鋼管に固定するための部材であって、前記主柱材鋼管の長手方向の複数の位置で当該主柱材鋼管の外周面上にそれぞれ固定される複数の固定部材とを含み、  前記固定部材は、放射状に延びる板状の複数の補強材取付部を備えており、  前記各補強材はそれぞれ、断面Ｌ字形の一対のアングル材からなり、 前記一対のアングル材は、各固定部材の前記補強材取付部をその厚み方向に挟持するように、かつ前記主柱材鋼管の径方向についてその内側から外側に向かって前記補強材取付部に沿って延びて当該補強材取付部の先端側で互いに離反する方向に延びるようにそれぞれ当該補強材取付部に重ね合わされ、各補強材取付部に対してボルトナットで直接締結されることにより、各アングル材の長手方向の複数の位置でそれぞれ前記固定部材を介して前記主柱材鋼管の鋼管本体部にのみ固定されていることを特徴とする鋼管鉄塔の補強構造。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼管鉄塔の補強構造において、前記主柱材は、前記主柱材鋼管の内側にコンクリートが充填されたＭＣ材であることを特徴とする鋼管鉄塔の補強構造。
【請求項３】
複数の主柱材と、鋼管本体部及びその両端に設けられる連結部を備えかつ当該連結部を介して前記主柱材に連結される腹材とを含む鋼管鉄塔の前記腹材の補強構造であって、  前記腹材の周囲であってその周方向に等間隔で並ぶ３箇所以上の複数の位置で当該腹材に沿ってその長手方向に延びる複数の補強材と、  これら補強材を前記腹材に固定するための部材であって、前記腹材の長手方向の複数の位置で当該腹材の鋼管本体部の外周面上にそれぞれ固定される複数の固定部材とを含み、  前記固定部材は、放射状に延びる板状の複数の補強材取付部を備えており、  前記各補強材はそれぞれ、断面Ｌ字形の一対のアングル材からなり、 前記一対のアングル材は、各固定部材の前記補強材取付部をその厚み方向に挟持するように、かつ前記腹材の径方向についてその内側から外側に向かって前記補強材取付部に沿って延びて当該補強材取付部の先端側で互いに離反する方向に延びるようにそれぞれ当該補強材取付部に重ね合わされ、各補強材取付部に対してボルトナットで直接締結されることにより、各アングル材の長手方向の複数の位置でそれぞれ前記固定部材を介して前記腹材の鋼管本体部にのみ固定されていることを特徴とする鋼管鉄塔の補強構造。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電用鉄塔や通信用鉄塔等の鋼管鉄塔の補強構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
全国には、送電用鉄塔や通信用鉄塔等、鋼管を主たる構造材とする数多くの鉄塔が建造されている。これらの鉄塔は、建造後に特定の部材に想定外の荷重がかかることが予想される場合や、経年劣化による強度低下が予想される場合に補強が必要となる。
【０００３】
例えば特許文献１には、そのための補強構造として、鋼管鉄塔の主柱材の補強構造が記載されている。この構造は、主柱材を構成する鋼管（主柱材鋼管）の両端フランジ部に各々支持プレートをボルトナットで固定し、主柱材鋼管の径方向両側に一対の鋼管補強材を添わせてこれら鋼管補強材の上下両端をそれぞれ各支持プレートにボルトナットで固定した上で、バンドと称する固定部材により各鋼管補強材の長手方向複数箇所と主柱材鋼管とを互いに固定したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４８４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
送電用鉄塔等の補強工事は、山中等、周辺環境が悪く、高所での作業が多いため施工性が良いものであるのが望ましい。しかしながら、上記従来の補強構造では、上下に隣接する主柱材鋼管のフランジ部同士を固定しているボルトを取り外し、当該フランジ部に支持プレートを重ねた上でこれらフランジ部と支持プレートとを新しいボルトナットで共締めし、これによりフランジ部に支持プレートを固定する。その上で、上下の各支持プレートに鋼管補強材をボルトナットで固定する必要があるため、施工に過大な時間と労力を要する。特に、主柱材鋼管のフランジ部同士を固定しているボルトナットは強固に締結されている上、錆の発生や塗装を伴う場合も多いため、上記のようなボルトナットの取外しには時間と技術を要する。
【０００６】
また、鋼管鉄塔の補強は必ずしも主柱材に限らず、斜材や水平材等の腹材についても必要とされる場合がある。しかし、特許文献１に記載される補強構造は、鋼管鉄塔の主柱材の補強を対象とするものであって腹材の補強に適したものではなかった。従って、腹材についても、高い補強強度を得ることができかつ施工性の良い補強構造が望まれる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みて成されたものであり、送電用鉄塔や通信用鉄塔等の鋼管鉄塔の補強構造に関し、高い補強強度を確保しながら施工性を向上させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の一の局面による鋼管鉄塔の補強構造は、鋼管本体部とその両端に一体形成されるフランジ部とを有する複数の主柱材鋼管がその長手方向に互いに連結されることにより構成された主柱材を含む鋼管鉄塔の前記主柱材の補強構造であって、前記主柱材鋼管の周囲であってその周方向に等間隔で並ぶ３箇所以上の複数の位置で当該主柱材鋼管に沿ってその長手方向に延びる複数の補強材と、これら補強材を前記主柱材鋼管に固定するための部材であって、前記主柱材鋼管の長手方向の複数の位置で当該主柱材鋼管の外周面上にそれぞれ固定される複数の固定部材とを含み、前記固定部材は、放射状に延びる板状の複数の補強材取付部を備えており、前記各補強材はそれぞれ、断面Ｌ字形の一対のアングル材からなり、前記一対のアングル材は、各固定部材の前記補強材取付部をその厚み方向に挟持するように、かつ前記主柱材鋼管の径方向についてその内側から外側に向かって前記補強材取付部に沿って延びて当該補強部材取付部の先端側で互いに離反する方向に延びるようにそれぞれ当該補強材取付部に重ね合わされ、各補強材取付部に対してボルトナットで直接締結されることにより、各アングル材の長手方向の複数の位置でそれぞれ前記固定部材を介して前記主柱材鋼管の鋼管本体部にのみ固定されているものである。
【０００９】
この補強構造によれば、主柱材に働く座屈荷重を各補強材に応分に負担させつつ座屈変形を抑止する効果である座屈補剛効果によって主柱材を補強することができる。しかも、各補強材は主柱材鋼管の鋼管本体部にのみ固定されるため、施工に際して主柱材鋼管のフランジ部に補強材を固定することいった作業が不要となる。また、主柱材鋼管の周囲の３箇所以上の位置に等間隔で複数の補強材が配置されていることにより、ある程度高い補強強度が確保される。特に、このように補強材が配置されることで、主柱材鋼管の全周に亘って前記座屈補剛効果が均等化され、座屈荷重に対して高い補強効果を享受することが可能となる。
【００１０】
なお、このような補強構造は、主柱材として中空鋼管構造のものに有用であることは勿論であるが、主柱材鋼管の内側にコンクリートが充填されたもの（以下、ＭＣ材と称する）を有する鋼管鉄塔（以下ＭＣ鉄塔と称する）についても有用である。特に、ＭＣ材の場合には、主柱材に局部変形が生じ難いため、簡易な構造で座屈荷重に対する高い補強効果を得ることが可能な上記の補強構造を適用すれば、構造の簡易さによる補強工事の施工性の向上と補強効果とのバランスのとれた補強構造を提供することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の他の一の局面による鋼管鉄塔の補強構造は、複数の主柱材と、鋼管本体部及びその両端に設けられる連結部を備えかつ当該連結部を介して前記主柱材に連結される腹材とを含む鋼管鉄塔の前記腹材の補強構造であって、前記腹材の周囲であってその周方向に等間隔で並ぶ３箇所以上の複数の位置で当該腹材に沿ってその長手方向に延びる複数の補強材と、これら補強材を前記腹材に固定するための部材であって、前記腹材の長手方向の複数の位置で当該腹材の鋼管本体部の外周面上にそれぞれ固定される複数の固定部材とを含み、前記固定部材は、放射状に延びる板状の複数の補強材取付部を備えており、前記各補強材はそれぞれ、断面Ｌ字形の一対のアングル材からなり、前記一対のアングル材は、各固定部材の前記補強材取付部をその厚み方向に挟持するように、かつ前記腹材の径方向についてその内側から外側に向かって前記補強材取付部に沿って延びて当該補強部材取付部の先端側で互いに離反する方向に延びるようにそれぞれ当該補強材取付部に重ね合わされ、各補強材取付部に対してボルトナットで直接締結されることにより、各アングル材の長手方向の複数の位置でそれぞれ前記固定部材を介して前記腹材の鋼管本体部にのみ固定されているものである。なお、「腹材」とは、鋼管鉄塔を構成する軸状の部材のうち、斜材や水平材等、主柱材を除く部材を意味する。
【００１２】
この補強構造によれば、腹材に働く座屈荷重を各補強材に応分に負担させつつ座屈変形を抑止する効果である座屈補剛効果によって腹材を補強することができる。また、腹材の周囲の３箇所以上の位置に等間隔で複数の補強材が配置されていることにより、ある程度高い補強強度が確保されるとともに、このように補強材が配置されることで、腹材の全周に亘って前記座屈補剛効果が均等化され、座屈荷重に対して高い補強効果を享受することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の一の局面による鋼管鉄塔の補強構造によれば、主柱材鋼管のフランジ部に補強材を固定するといった作業を伴うことなく主柱材についてある程度高い補強強度を確保することが可能となるため、送電用鉄塔や通信用鉄塔等の鋼管鉄塔の主柱材の補強構造に関し、高い補強強度を確保しつつ施工性を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の他の一の局面による鋼管鉄塔の補強構造によれば、斜材や水平材等の腹材の鋼管本体部に固定することである程度高い補強強度を確保することが可能であり、送電用鉄塔や通信用鉄塔等の鋼管鉄塔の腹材について高い補強強度を確保しつつ施工性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の補強構造が適用された鋼管鉄塔の一部分を模式的に示す側面図である。
【図２】主柱材の補強構造を示す鋼管鉄塔の要部拡大図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】斜材（腹材）の補強構造を示す鋼管鉄塔の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。
【００１７】
図１は、本発明が適用された鋼管鉄塔の一部分を模式的に示している。この図に示す鋼管鉄塔は、例えば正方形基礎面の四隅部から高さ方向に延びる主柱材２と、隣接する主柱材２の間に設けられる斜材３ａ及び水平材３ｂ等の腹材３とを含む。
【００１８】
主柱材２は、同図に示すように複数の主柱材鋼管１０がその長手方向に互いに連結されることにより構成されている。これらの主柱材鋼管１０は、図２に示すように、鋼管本体部１１とその長手方向両端に一体に設けられるフランジ部１２とを有しており、上下方向に並ぶ各主柱材鋼管１０のフランジ部１２同士が図外のボルトナットにより締結されることにより主柱材２が構築されている。なお、各主柱材鋼管１０はＭＣ材である。
【００１９】
また、これら主柱材鋼管１０の鋼管本体部１１の途中部分には、溶接等の手段によりガセットプレート（図示省略）が一体に設けられており、前記腹材３の末端部分がこのガセットプレートに固定されている。
【００２０】
この鋼管鉄塔の主柱材２のうち一部分には、補強材２２が固定されることにより補強が施されている。図２及び図３は、その補強構造を具体的に示している。
【００２１】
同図に示すように、主柱材２を構成する特定の主柱材鋼管１０の周囲、具体的には周方向に等間隔（９０°間隔）で並ぶ４箇所の位置には、当該主柱材鋼管１０の長手方向に沿って延びる補強材２２がそれぞれ配されている。各補強材２２は、長手方向の複数の位置でそれぞれバンドと称する固定部材１４により主柱材鋼管１０の前記鋼管本体部１１に固定されている。当実施形態では、各補強材２２は、その長手方向の各７箇所の位置で鋼管本体部１１に固定されている。当実施形態において、各補強材２２は、図３に示すように、主柱材鋼管１０の長手方向に延びる一対のアングル材２４である。他方、各固定部材１４は、図３に示すように、フランジ部１６を両端にもつハーフパイプ型の一対の分割片１４ａ、１４ｂからなり、これら分割片１４ａ、１４ｂが鋼管本体部１１をその径方向に挟持するように当該鋼管本体部１１の外周面上に配置された上で、前記フランジ部１６同士がボルトナット１８により締結されることにより鋼管本体部１１に固定されている。各固定部材１４の外周面上には、周方向に等間隔で並びかつ主柱材鋼管１０を中心として放射状に延びる３つ以上（図３では４つ）の板状の補強材取付部２０が突設されている。そして、前記一対のアングル材２４が補強材取付部２０をその厚み方向に挟持するように各固定部材１４の当該補強材取付部２０にそれぞれ重ねられた上で、ボルトナット２６によりこれらアングル材２４が補強材取付部２０に締結されることによって、各補強材２２が各固定部材１４を介して主柱材鋼管１０の鋼管本体部１１に固定されている。
【００２２】
以上のような補強材２２による主柱材２の補強は、例えば次のような手順で施工することが可能である。まず、各固定部材１４を所定間隔で主柱材鋼管１０の鋼管本体部１１に固定する。次に、各補強材２２のアングル材２４を固定部材１４のうち鋼管本体部１１の上下両端の固定部材１４に対してボルトナット２６で締結した後、残りの固定部材１４に対して各アングル材２４を順次ボルトナット２６で締結するようにする。そして、最終的に全てのボルトナット２６を所定のトルクで締結する。
【００２３】
以上説明したような鋼管鉄塔の補強構造によれば、主柱材２に働く座屈荷重を各補強材２２に応分に負担させつつその座屈補剛効果によって主柱材２を補強することができる。しかも、この構造では、各補強材２２は主柱材鋼管１０の鋼管本体部１１にのみ固定され、フランジ部１２から各補強材２２が切り離された構造であるため、従来のように、施工に際して上下の主柱材２のフランジ部同士を締結するボルトナットを取り外して当該フランジ部に補強材を取り付け、再度固定するといった作業が不要であり、これによって非常に簡単に施工することが可能となる。また、上記のように、主柱材鋼管１０の周囲の４箇所の位置に等間隔で補強材２２が配置されていることにより、ある程度高い補強強度を確保することも可能である。特に、このような補強材２２の配置によれば、主柱材２（主柱材鋼管１０）の全周に亘って前記座屈補剛効果が均等化されるため、座屈荷重に対して高い補強効果を享受することが可能である。従って、この補強構造によれば、高い補強強度を確保しつつその施工性を向上させることができる。なお、主柱材２（主柱材鋼管１０）の全周に亘って座屈補剛効果を均等化する観点からは、主柱材鋼管１０の周囲の３箇所以上の位置に等間隔で補強材２２が配置されていれば良いが、実施形態のように４箇所又はそれ以上の偶数箇所に等間隔で補強材２２が位置する構造によれば、固定部材１４を構成する分割片１４ａ、１４ｂを共通化できるというメリットがある。
【００２４】
加えて、この実施形態では、主柱材２として主柱材鋼管１０（鋼管本体部１１）をＭＣ材としたいわゆるＭＣ鉄塔に上記補強構造を適用しているため次のような利点もある。すなわち、ＭＣ材である主柱材２は、それ自体が特に軸方向荷重に対して高い強度を有し、比較的局部変形が生じ難いため、簡易な構造で座屈荷重に対して高い補強効果を得ることが可能な上記のような補強構造を適用すれば、補強工事の施工性を高めることと補強効果とのバランスのとれた補強構造を提供することが可能となる。
【００２５】
また、この補強構造によれば、各補強材２２は一般的なアングル材２４からなるものであって固定用のボルト孔が形成されている点を除き、特殊な継手構造を設けることなく固定部材１４への固定が可能である。そのため、補強材２２を簡単かつ安価に製作することが可能であり、これによって施工コストを抑制することができるという利点もある。
【００２６】
なお、補強材２２による上記の補強構造は、主柱材２に限らず斜材３ａや水平材３ｂ等の腹材３についても同様に適用可能である。図４はその一例を示している。
【００２７】
同図は、図１中に二点鎖線で示すように補強材２２により斜材３ａを補強した場合の要部拡大図である。同図に示すように、斜材３ａは、鋼管本体部３０とその長手方向両端に一体に設けられる連結部３２とを有し、主柱材鋼管１０のガセットプレート１３に対して前記連結部３２がボルトナットで締結されることにより主柱材２に連結されている。
【００２８】
そして、この斜材３ａの鋼管本体部３０の周囲、具体的には周方向に等間隔（９０°間隔）で並ぶ４箇所の位置に補強材２２がそれぞれ配され、これら補強材２２がそれらの長手方向の複数の位置でそれぞれ固定部材１４により前記鋼管本体部３０に固定されている。なお、補強材２２や固定部材１４は、斜材３ａに適したサイズとされる以外、基本的な構造は主柱材２の補強に用いられるもの（図２及び図３参照）と同等であり、従って、施工手順も主柱材２の補強と同等の手順で行うことができる。
【００２９】
このような斜材３ａの補強構造によれば、斜材３ａに働く座屈荷重を各補強材２２に応分に負担させつつその座屈補剛効果によって斜材３ａを補強することが可能であり、しかも、各補強材２２は斜材３ａの鋼管本体部３０にのみ固定されるため非常に簡単に施工することが可能である。従って、上述した主柱材２の補強構造の場合と同等の作用効果を享受することができる。以上、図４を用いて斜材３ａの補強構造について説明したが、水平材３ｂ等の他の腹材３についても同様である。
【００３０】
なお、上述した鋼管鉄塔およびその補強構造は、本発明の好ましい実施形態の例示であってその具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
２  主柱材
３  腹材
３ａ  斜材
３ｂ  水平材
１０  主柱材鋼管
１１  鋼管本体部
１２  フランジ部
１３  ガセットプレート
１４  固定部材
２２  補強材
２４  アングル材
３０  鋼管本体部
３２  連結部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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